鄂尔多斯盆地南部环形影像特征及地质意义_杨锋杰
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第28卷第3期地球科学与环境学报Vo l.28N o .32006年9月Journal of Earth Sciences and Envir onmentSept.2006[收稿日期] 2006 01 16[基金项目] 国家重点基础研究计划项目(2003CB214601);国家自然科学基金项目(40234038) [作者简介] 杨锋杰(1957-),男,山东济南人,教授,博士,从事地质与环境遥感应用研究。
鄂尔多斯盆地南部环形影像特征及地质意义杨锋杰,王明镇,李增学,戴广凯,贾维花(山东科技大学地球科学学院,山东青岛266510)[摘要] 为了研究鄂尔多斯盆地中-新生代时期的演化,采用遥感技术与地球物理资料综合分析方法,对CBERS 和ET M +卫星影像的处理,在鄂尔多斯盆地南部发现直径大于300km 的环形构造,环形中心位于甘肃省东部的东华池附近。
该环形构造内西部为西峰油田,中东部有古生界 中生界大型煤田,东南和西北部都有铀矿的发现,4种能源矿产(石油、天然气、煤和铀)居于环中。
地球物理和地震资料综合分析证明,该环形构造为一相对独立的块体,其活动既有升降,又有旋转,受深部控制,主要是中 新生代造山作用(印支运动、燕山运动和喜山运动)联合作用的结果,对多能源矿产同盆共存具有重要的控制作用。
[关键词] 鄂尔多斯盆地;遥感;环形影像;环形构造;地球物理[中图分类号] P627 [文献标识码] A [文章编号] 1672 6561(2006)03 0037 05Ring Structure in South Ordos Basin and Its Geologic GenesisYANG Feng jie,WANG M ing zhen,LI Zeng x ue,DAI Guang kai,JIA Wei hua(S chool of Ear th S ciences ,S hand on g Univ e rsity of S cie nce and T echnolog y ,Qingd ao 266510,Shan dong,China)Abstract:T hr ough pr ocessing t he CBERS and ET M +satellite imag e,a r ing st ructur e w hich is abo ut to 300km in diameter was fo und in t he southern O rdos basin.T he center of the ring approx imately locates at Dong huachi in the east o f Gansu pro vince.Fr om the point of v iew of to po gr aphy ,the main bo dy of the r ing is plus to po g raphy ,ex cept for t he southeast ern par t of the r ing.T here are fo ur ener gy so ur ce miner al depo sits in the r ing confor ma tion.T he Xifeng o il field occur s in the w ester n part of the ring str ucture,a lar ge M esozoic co alfield in the centr al easter n,and uranium deposit s both in southeaster n and nor thw estern.It is testified t hat the ring has close co rr e latio n w ith deep seated structure and do minated by the mantle plume in the deep o f the earth thro ug h the compre hensive study of physical geography and natural earthquake.It is the result of the united effects o f the orogenic activities during M esozoic to Cenozoic period (Indo China movement,Yanshan movement,Himalayan movement).It acts as the interior power to the coex istence of multi energy so urces in the same basin.T his cog nition has a v ery impo rtant value to study mechanism of the formation of the cr aton basin and guide geo logical ex ploration.Key words:O rdos basin;r emo te sensing;circula r feature;ring str uctur e;geo phy sics1 环形遥感影像遥感方法具有多波段和宏观探测地球的能力,通过地表地质特征(岩石、土壤、植物、水文)变化而在遥感图像上产生综合影像效应 透视 功能,能够探测到埋藏一定深度的地质信息[12]。
这些地质现象的微弱变化,野外地质调查往往难以发现,或常常被忽略。
遥感图像具有高度的概括性、系统性、综合性,使这些轻微的地质变化往往被综合,在图像上产生综合效应[3],或由某种现象占主导地位,产生特殊的影像特征。
通过正确的解译并配合有效的地面调查和物探资料验证,就能合理解释隐伏的地质现象。
本次研究鄂尔多斯盆地南部遥感图像所采用的时相是2003年11月9日和2004年11月1日,中巴资源卫星WFI 宽视角影像进行彩色合成而形成的(图1)。
环形中心位于甘肃省东部的东华池附近,环形的北界是陕北的白于山北麓,南界是西安市北边的渭河,东界为黄河,西到六盘山脉。
环形直径超过300km 。
环形东南西都受鄂尔多斯边缘断裂带控制,北面是几乎横贯整个华北地台的38 纬向构造带。
地形上主要为正的地形,只是东南较低,由渭河地堑组成。
环形内除南部和西南部外大部分地区被黄土覆盖,为典型的黄土地貌,其北界正好也是黄土地貌和毛乌素沙漠的分界线,环型构造与北部地貌明显不同。
虽然,这个圆形边界和四周的断裂有很大程度的吻合,但是如此规则的圆形,决不是只有大致形状为矩形的二组断裂所能控制的,应该和深部构造有很大关系。
图1 鄂尔多斯盆地南部中巴卫星影像Fig.1 C BERS Image of the South Ordos Basin2 重磁资料证据磁法勘探是以地壳中岩、矿石的磁性差异为基础的。
由于这种差异的存在,在地表就形成有一定特点的局部磁场,叠加在地磁场之上,形成磁异常[4]。
在磁法勘探中,正常场和磁异常只是相对的概念,所得到的 T 是所有浅部和深部地层和岩体的综合值。
图2为鄂尔多斯盆地航磁异常( T )图[5]。
在地球表面进行重力测量所获得的重力场是地球内部各圈层物质状态的反映,主要是由地球内部介质的密度分布所决定的,根据前人研究[5],尽管上地幔层及其以下各层在地表重力值占据了88 7%,但地表重力值的差异是难以分辨上述圈层的不均匀分布的。
因此,地表上重力值的差异主要是反映了地壳及上地幔B层介质密度在纵向和横据长庆油田,1983图2 鄂尔多斯盆地航磁异常与环形构造关系[5]Fig.2 Relationship Between Magnetic Abnormity and Ring Structure of Ordos Basin向上不均匀的分布。
图3为鄂尔多斯盆地布格重力异常图[5]。
从图2和3中可以看出,鄂尔多斯盆地南部环形影像位于异常的梯度变化和梯度变化的转折部位。
据长庆油田,1983图3 鄂尔多斯盆地布格重力异常[5]Fig.3 Bouguer Gravity Anomaly Map of Ordos Basin3 地震剖面所反映的环形内外差异3.1 资料情况地震剖面起于山西运城经陕西甘泉、定边、宁夏银川至内蒙古的阿拉善左旗,剖面全长680km 。
在中国地学大断面工作中,孙武城等对该剖面资料进行了重新解释(国家地震局地学断面编委会[6],1992年),获得了该区二维地震波速度结构。
考虑到研究的需要,现仅截取与本研究区域密切相关的地段的38地球科学与环境学报 第28卷二维地震波速度结构图(图4)。
图4显示了环形影像位于地壳和上地幔结构的变化部位。
3.2 地壳上地幔地震波速度差异鄂尔多斯地块地震波速度表明,上地壳由4个不同的正梯度层组成[7],梯度值分别为0.04~0.05km /s 、0.13km/s 、0.10~0.14km/s 和0.03~0.05km /s 。
各层厚度变化不大,总的趋势由东向西稍加厚。
中地壳为一匀速层,层速为6.24km/s,深19 4km,厚7.5km 。
下地壳是由上部近于匀速层和下部较弱的速度梯度层组成。
匀速层的速度为6.5~6.6km /s,层厚度为15~19km,其下的梯度层梯度值为0.023~0.110km/s,厚度3~6km 。
上地幔顶部的速度为7.75~8.00km/s 。
鄂尔多斯盆地中不同构造单元的地壳厚度测算结果显示,环形构造中的厚度为40~42km,而盆地北部的厚度为47~49km [89],环形构造的边缘是地壳厚度变化的过渡带。
4 大地电磁测深图5显示的剖面从大水坑往西,横跨了鄂尔多斯西缘的弧形断裂带,有一系列的逆冲、逆掩断层部分据孙武城修改图4 阿拉扇左旗 定边 临汾地学剖面[6]Fig.4 Geo Section of Alashanzuoqi Dingbian Linfen (Partly)据屈建鹏,1998图5 景泰 定边剖面电性结构[10]Fig.5 Electric C haracter Drawing from Jingtai to Dingbian39第3期 杨锋杰,等:鄂尔多斯盆地南部环形影像特征及地质意义带,显示了强烈的挤压性质[1112],电性横向变化明显。
在大水坑和大罗山之间有两个测点:盐池的惠安堡和同心的红城水。
这两个点的上地幔第一高导层顶面埋深为100~92km,与鄂尔多斯地块的相应层位比较有所隆起。
